JPH0888208A - 半導体ウエハに付着した異物の除去用粘着テ―プと除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粘着テ―プを用いたドライ洗浄方式におい
て、剥離操作時の作業性、半導体ウエハの損傷や糊残り
による汚染の問題をきたすことなく、上記ウエハに付着
した異物を高い除去率で除去することを目的とする。 【構成】 異物除去用粘着テ―プ１として、支持フイル
ム１１上に粘着剤層１２を設けてなり、この粘着剤層１
２が活性エネルギ―源により硬化して分子構造が三次元
網状化する性質を有するものを使用し、この粘着テ―プ
１を半導体ウエハの表面および／または裏面に貼り付
け、活性エネルギ―源の供給後この粘着テ―プ１を剥離
操作することにより、半導体ウエハの表面および／また
は裏面に付着する異物を粘着剤層１２面に吸着させて半
導体ウエハから除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造プロセスに
おける洗浄工程に適用される、半導体ウエハに付着した
異物の除去用粘着テ―プと除去方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの高密度化、高集積化、また回路
の多様化が進むにつれて、半導体ウエハに存在する塵
埃、金属不純物などの異物（パ―テイクル）が製品の歩
留り、製品の信頼性に大きく影響するようになつてき
た。たとえば、半導体ウエハの表面（回路パタ―ン形成
面）に存在する異物は、回路形成時に回路の断線やシヨ
―トの原因となる。また、半導体ウエハの裏面（回路パ
タ―ン面の反対面）に存在する異物は、回路形成時の露
光工程で焦点を狂わす原因となり、また隣接するウエハ
の表面に転写して回路の断線やシヨ―トの原因となる。

【０００３】このため、ＬＳＩの製造工程では、製造工
程内の清浄度のレベルアツプ、ウエハ洗浄技術のレベル
アツプに努めており、さまざまな清浄化技術が提案さ
れ、実施されてきた。とくに、洗浄工程は全工程の約３
０％を占めており、歩留りや信頼性アツプのキ―ポイン
トである。しかし、最近のＬＳＩの高密度化、高集積化
に伴い、従来のウエハ洗浄方法の問題が顕在化してき
た。

【０００４】ウエハ洗浄方法には、ウエツト洗浄（超純
水、薬液などによる）と、ドライ洗浄（ＵＶオゾン、Ｏ
₂ プラズマなど）があり、一般にはウエツト洗浄がその
汎用性、経済性のバランスのよさから頻繁に適用され
る。ウエツト洗浄の問題点は、洗浄によりウエハから除
去された異物のウエハへの再付着であり、とくにウエハ
裏面に付着している異物は著しい汚染源となる。また、
ウエツト洗浄は乾燥工程を必要とするため、乾燥工程で
のウエハ汚染の問題が同様に存在する。

【０００５】ウエツト洗浄の短所を補う洗浄方法とし
て、洗浄方法のドライ化（ＵＶオゾン、Ｏ₂ プラズマな
ど）が進んでおり、異物の再付着の低減、乾燥工程の省
略などの利点を活かしているが、ドライ洗浄は異物に対
して十分な除去能力を示さず、多量の汚染物の除去に適
していないことがわかつてきた。

【０００６】別の試みとして、特開昭４８−３５７７１
号公報、特開昭５３−９２６６５号公報、特開平１−１
３５５７４号公報などには、粘着テ―プを用い、半導体
ウエハの表面に付着した異物を上記テ―プの粘着剤層面
に吸着させて除去する方法が提案されている。この方法
は、一種のドライ洗浄といえるので、ウエツト洗浄にお
ける異物の再付着の問題や乾燥工程での汚染の問題を回
避することができ、しかもＵＶオゾン、Ｏ₂ プラズマな
どの他のドライ洗浄に比べ、異物の除去能力をより高め
られるものと期待されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記提案の
方法は、粘着テ―プとして、塑性変形しやすい高粘着力
のものを用いると、粘着テ―プの剥離操作にあたつて、
作業性やウエハ損傷の問題、さらには糊残りによるウエ
ハ表面の汚染の問題があり、一方これらの問題を回避す
るため、硬くて低粘着力の粘着テ―プを用いると、半導
体ウエハに付着した異物を粘着剤層面に十分に吸着させ
にくい難点があつた。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑み、ウエツ
ト洗浄方式に比べて有用な粘着テ―プを用いたドライ洗
浄方式において、特定の粘着テ―プを用いることによつ
て、その剥離操作に際し、作業性やウエハ損傷の問題、
さらには糊残りによるウエハ表面の汚染の問題をきたす
ことなく、半導体ウエハに付着した異物を高い除去率で
除去することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的に対して、鋭意検討した結果、粘着テ―プとして、活
性エネルギ―源により硬化するタイプのものを用いて、
その常態での粘着力を大きくして半導体ウエハ上に貼り
付け操作すると、ウエハ上の付着異物を効果的に吸着保
持でき、一方剥離操作時には、活性エネルギ―源を供給
して硬化処理すると、上記粘着力が低下して、剥離操作
が容易となり、また半導体ウエハの損傷や糊残りによる
汚染の問題も少なくなり、結局、半導体ウエハに付着し
た異物を上記の如き問題をきたすことなく高い除去率で
容易に吸着除去できることを見い出し、本発明を完成す
るに至つた。

【００１０】すなわち、本発明は、第一に、上記特定の
粘着テ―プとして、支持フイルム上に粘着剤層を設けて
なり、この粘着剤層が活性エネルギ―源により硬化して
分子構造が三次元網状化する性質を有することを特徴と
する半導体ウエハに付着した異物の除去用粘着テ―プを
提供するものである。

【００１１】また、第二に、半導体ウエハの表面および
／または裏面に、上記特定の粘着テ―プを貼り付け、活
性エネルギ―源の供給後この粘着テ―プを剥離操作する
ことにより、半導体ウエハの表面および／または裏面に
付着する異物を粘着剤層面に吸着させて半導体ウエハか
ら除去することを特徴とする半導体ウエハに付着した異
物の除去方法を提供するものである。

【００１２】

【発明の構成・作用】図１は、本発明の異物除去用粘着
テ―プの一例を示したものである。１は粘着テ―プで、
支持フイルム１１上に粘着剤層１２を設け、この上にセ
パレ―タ１３を重ね合わせた構成となつている。

【００１３】支持フイルム１１は、活性エネルギ―源を
十分に透過させる性質を有しているものであればよく、
たとえば、ポリエステル、ポリカ―ボネ―ト、ポリ塩化
ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エ
チルアクリレ―ト共重合体、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、エチレン−プロピレン共重合体などのプラスチツ
クからなる厚さが通常１０〜１，０００μｍのフイルム
である。

【００１４】粘着剤層１２は、常態下で粘着力、つまり
感圧接着性を有するとともに、活性エネルギ―源の供給
により硬化して分子構造が三次元網状化する性質を有す
るものであればよく、アクリル樹脂系、シリコ―ン樹脂
系、フツ素樹脂系、ゴム系などの種々の粘着剤を使用で
きる。ここで、上記の活性エネルギ―源とは、たとえ
ば、紫外線、赤外線（熱）、電子線、エツクス線などに
代表される電磁波、超音波などに代表される弾性波のこ
とである。

【００１５】このような粘着剤層１２は、一般には、ア
クリル樹脂、シリコ―ン樹脂、フツ素樹脂、ゴム（天然
ゴム、合成ゴム）などのポリマ―をベ―スポリマ―と
し、これに、分子中に少なくとも２個の炭素−炭素二重
結合を有する重合性化合物と、活性エネルギ―源により
ラジカルを発生する重合開始剤を配合した組成からなる
ものであり、また、上記のベ―スポリマ―がその分子中
に炭素−炭素二重結合を有するものであつてもよい。

【００１６】上記の重合性化合物は、分子量が通常１
０，０００以下であるのがよく、分子内の炭素−炭素二
重結合の数が２〜６個のものを用いるのがよい。具体的
には、テトラメチロ―ルメタンテトラアクリレ―ト、ペ
ンタエリスリト―ルトリアクリレ―ト、ペンタエリスリ
ト―ルペンタアクリレ―ト、ジペンタエリスリト―ルモ
ノヒドロキシペンタアクリレ―ト、ジペンタエリスリト
―ルヘキサアクリレ―ト、１，４−ブタンジオ―ルジア
クリレ―ト、ポリエチレングリコ―ルジアクリレ―ト、
市販のオリゴエステルアクリレ―ト、ウレタンアクリレ
―ト、エポキシアクリレ―トなどが挙げられる。これら
の重合性化合物は、１種であつても、２種以上を併用し
てもよい。使用量としては、ベ―スポリマ―１００重量
部に対し、１〜１，０００重量部の範囲とするのが好ま
しい。

【００１７】重合開始剤としては、活性エネルギ―源の
供給によりラジカルを発生しうるものであればよく、活
性エネルギ―源の種類に応じて適宜選ばれる。具体的に
は、イソプロピルベンゾインエ―テル、イソブチルベン
ゾインエ―テル、ベンゾフエノン、クロロチオキサント
ン、ドデシルチオキサントン、ジメチルチオキサント
ン、ジエチルチオキサントン、アセトフエノンジエチル
ケタ―ル、ベンジルジメチルケタ―ル、α−ヒドロキシ
シクロヘキシルフエニルケトン、２−ヒドロキシメチル
フエニルプロパン、または過酸化ベンゾイル、アゾビス
イソブチロニトリルなどが挙げられる。これらの重合開
始剤は、１種であつても、２種以上を併用してもよい。
使用量としては、重合性化合物１００重量部に対し、
０．１〜２０重量部の範囲とするのが好ましい。なお、
必要に応じて、上記重合開始剤とともに、トリエチルア
ミン、テトラエチルペンタアミン、ジメチルアミノエタ
ノ―ルなどのアミン化合物を重合促進剤として併用して
もよい。

【００１８】このような配合組成からなる粘着剤層１２
は、上記のベ―スポリマ―、重合性化合物および重合開
始剤を含む粘着剤組成物を、支持フイルム１１上に塗着
し、加熱などにより架橋処理することにより、また離型
紙上に上記と同じ方法で形成した粘着剤層を支持フイル
ム１１上に貼着することにより、形成できる。粘着剤層
１２の厚さは、適宜に決定してよいが、通常は５〜１０
０μｍである。なお、上記の架橋処理は、必要により施
されるものであるが、たとえば、アクリル樹脂系の粘着
剤では、ベ―スポリマ―として分子内に架橋性官能基を
有するアクリル樹脂を用い、この官能基と反応する官能
基を持つた多官能性化合物、たとえばポリイソシアネ―
ト化合物、ポリエポキシ化合物などからなる架橋剤を、
粘着剤組成物中にあらかじめ配合しておけばよい。

【００１９】粘着剤層１２による粘着力は、ＪＩＳ Ｚ
−０２３７に準じて測定されるシリコンウエハに対する
１８０度引き剥がし粘着力（常温、剥離速度３００mm／
分）が、通常５００ｇ以上／２０mm幅、好ましくは７０
０〜２，０００ｇ／２０mm幅である。また、活性エネル
ギ−源を供給して硬化させたのちの上記１８０度引き剥
がし粘着力（常温、剥離速度３００mm／分）としては、
通常５００ｇ以下／２０mm幅、好ましくは１〜１００ｇ
／２０mm幅である。

【００２０】セパレ―タ１３は、粘着テ―プ１の保管時
や流通時などでの汚染防止の点から、半導体ウエハに貼
り付けるまでの間、粘着剤層１２の表面を保護するため
のもので、上記貼り付け使用時に剥離除去される。この
セパレ―タ１３は、通常、紙（無塵紙）、プラスチツク
フイルム、金属箔などからなる柔軟な薄葉体で、必要に
より剥離剤で表面処理して離型性を付与したものが用い
られる。

【００２１】本発明においては、上記構成の粘着テ―プ
を用いて、半導体ウエハに付着した異物を除去するが、
この方法は、まず、半導体ウエハの表面および／または
裏面の全面に粘着テ―プを貼り付けて、粘着剤層面を上
記ウエハ上の異物に対し十分に馴染ませる。これは、た
とえば、粘着テ―プをウエハ上にハンドロ―ラにより押
圧したのち、数分程度放置するといつた方法で行うこと
ができる。ここで、粘着剤層は塑性変形性を有して前記
大きな粘着力を有するため、上記の貼り付け操作時にウ
エハ上の異物を効果的に吸着保持する。

【００２２】このように貼り付けたのち、粘着テ―プの
端部より引き剥がす、剥離操作を施すが、この剥離操作
に先立つて、このテ―プの支持フイルム側から紫外線な
どの活性エネルギ―源を供給する。これにより、粘着剤
層は硬化し、分子構造が三次元網状化する結果、硬くて
かつ前記低い粘着力を呈するものとなる。この状態で上
記の剥離操作を施すと、剥離が非常にスム―スに行え、
ウエハ表面の損傷や糊残りによる汚染をほとんどきたさ
ない。しかも、上記硬化によりウエハ上の異物が粘着剤
層面に強く確実に吸着されることになる。

【００２３】この方法により、半導体ウエハ上の異物
を、従来のドライ洗浄はもちろんのこと、ウエツト洗浄
や既提案の粘着テ―プを用いる方法に比べても、高い除
去率で吸着除去することができ、とくに０．２μｍ以上
の大きさの異物を８０％以上除去できるほどの高い除去
率が得られる。

【００２４】このようにして半導体ウエハ上の異物を高
い除去率で洗浄除去すると、回路形成時の回路の断線や
シヨ―ト、露光不良発生が低減し、最終的に作製される
半導体デバイスの歩留りや信頼性が大幅に向上する。ま
た、地球環境保全の立場からみて、従来のウエツト洗浄
やドライ洗浄のような純水、薬品、空気、電力などを大
量に消費する洗浄方式を、上記本発明の方式に置き換え
ることで、地球環境保全に大きく寄与させることもでき
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明の異物除去用粘着テ―プとその除
去方法によれば、半導体ウエハに付着した異物を高い除
去率で容易に除去でき、またその際に半導体ウエハの損
傷や糊残りによる汚染といつた問題をきたすことがな
く、半導体デバイスの歩留りや信頼性の向上に大きく寄
与させることができる。また、従来の他の洗浄方式など
に比べて、地球環境保全の面での寄与効果も得られる。

【００２６】

【実施例】つぎに、本発明の実施例を記載して、より具
体的に説明する。なお以下、部とあるのは重量部を意味
するものとする。

【００２７】実施例１ アクリル酸ｎ−ブチル８０部とアクリロニトリル１５部
とアクリル酸５部を、酢酸エチル中で常法により共重合
させることにより、数平均分子量が８０万のアクリル系
共重合体を得た。このアクリル系共重合体１００部に、
ポリイソシアネ−ト化合物からなる架橋剤３部、ジペン
タエリスリト―ルモノヒドロキシペンタアクリレ―ト８
０部、α−ヒドロキシシクロヘキシルフエニルケトン５
部を加えて、アクリル系粘着剤の溶液を調製した。

【００２８】厚さ５０μｍのポリエステル支持フイルム
のコロナ処理面に、上記のアクリル系粘着剤の溶液を塗
布し、１２０℃で５分間加熱架橋処理して、厚さ２０μ
ｍの粘着剤層を有する粘着テ―プを作製した。シリコン
ウエハ（ミラ―面）に対する粘着力は、ＪＩＳ Ｚ−０
２３７に準じて測定される１８０度引き剥がし粘着力
（常温、剥離速度３００mm／分）で１，０００ｇ／２０
mm幅であつた。また、粘着テ―プの背面側、つまり支持
フイルム面側から、活性エネルギ―源として、紫外線
（波長３６５ｎｍ、１，０００ｍＪ／cm² ）を照射し、
同様に粘着力を測定したところ、１０ｇ／２０mm幅であ
つた。

【００２９】つぎに、０．２μｍ以上の大きさの異物が
０個である５インチシリコンウエハ（回路パタ―ンのな
いミラ―ウエハ）を所定の工程（イオン打ち込み処理工
程）に通して異物を付着させ、レ―ザ―表面検査装置
〔日立電子エンジニアリング（株）製のＬＳ−５００
０；シリコンウエハのミラ―面のみ異物数をカウントす
ることができる装置〕を用い、ミラ―面に付着した０．
２μｍ以上の大きさの異物の数をカウントした。なお、
ウエハの表裏に付着する異物をカウントするため、ミラ
―面を表裏逆にした２通りの場合について同様の検査を
行つた。

【００３０】異物洗浄試験として、上記のように異物を
付着させたシリコンウエハのミラ―面に、前記の方法で
作製した粘着テ―プを、ハンドロ―ラを用いて貼り付
け、３分間放置した。その後、粘着テ―プの背面側から
紫外線（波長３６５ｎｍ、１，０００ｍＪ／cm² ）を照
射したのち、粘着テ―プを剥離操作して、洗浄した。こ
の洗浄後、再びレ―ザ―表面検査装置を用いて、ミラ―
面に付着している０．２μｍ以上の大きさの異物の数を
カウントした。この貼り付けおよび剥離操作による洗浄
後の異物数と、洗浄前の異物数とから、異物除去率を算
出した。

【００３１】これとは別に、粘着剤による汚染試験とし
て、０．２μｍ以上の大きさの異物が０個である５イン
チシリコンウエハ（回路パタ―ンのないミラ―ウエハ）
のミラ―面に、前記の方法で作製した粘着テ―プを、ハ
ンドロ―ラを用いて貼り付け、３分間放置した。その
後、粘着テ―プの背面側から紫外線（波長３６５ｎｍ、
１，０００ｍＪ／cm² ）を照射したのち、粘着テ―プを
剥離操作した。この操作後、レ―ザ―表面検査装置を用
いて、ミラ―面に付着している０．２μｍ以上の大きさ
の異物の数をカウントし、粘着剤の付着による汚染状況
を調べた。

【００３２】なお、上記の異物洗浄試験（異物除去率の
測定）および粘着剤汚染試験（付着異物数の測定）に際
し、一連の作業は、クラス１０のクリ―ンル―ム内（温
度２３℃、湿度６０％）で行つた。これらの試験結果
は、後記の表１（ウエハ表面）および表２（ウエハ裏
面）に示されるとおりであつた。

【００３３】実施例２ 天然ゴムを主成分とし、このゴム１００部に、ジペンタ
エリスリト―ルモノヒドロキシペンタアクリレ―ト８０
部、α−ヒドロキシシクロヘキシルフエニルケトン５部
を加えて、ゴム系粘着剤の溶液を調製した。つぎに、厚
さ５０μｍのポリエステル支持フイルムのコロナ処理面
に、上記のゴム系粘着剤の溶液を塗布し、１５０℃で５
分間加熱処理して、厚さ２０μｍの粘着剤層を有する粘
着テ―プを作製した。

【００３４】この粘着テ―プのシリコンウエハ（ミラ―
面）に対する粘着力は、ＪＩＳ Ｚ−０２３７に準じて
測定される１８０度引き剥がし粘着力（常温、剥離速度
３００mm／分）で１，２００ｇ／２０mm幅であつた。ま
た、粘着テ―プの背面側から、活性エネルギ―源とし
て、紫外線（波長３６５ｎｍ、１，０００ｍＪ／cm² ）
を照射し、同様に粘着力を測定したところ、３０ｇ／２
０mm幅であつた。

【００３５】この粘着テ―プを用い、実施例１と同様に
して、異物洗浄試験（異物除去率の測定）および粘着剤
汚染試験（付着異物数の測定）を行つた。これらの試験
結果は、後記の表１および表２に示されるとおりであつ
た。

【００３６】比較例１ アクリル酸ｎ−ブチル８０部とアクリロニトリル１５部
とアクリル酸５部を、酢酸エチル中で常法により共重合
させることにより、数平均分子量が８０万のアクリル系
共重合体を得た。このアクリル系共重合体の溶液に、共
重合体１００部に対し、ポリイソシアネ―ト化合物から
なる架橋剤３部を加えて、アクリル系粘着剤の溶液を調
製した。

【００３７】厚さ５０μｍのポリエステル支持フイルム
のコロナ処理面に、上記のアクリル系粘着剤の溶液を塗
布し、１２０℃で１０分間加熱架橋処理して、厚さ２０
μｍの粘着剤層を有する粘着テ―プを作製した。シリコ
ンウエハ（ミラ―面）に対する粘着力は、ＪＩＳ Ｚ−
０２３７に準じて測定される１８０度引き剥がし粘着力
（常温、剥離速度３００mm／分）で２００ｇ／２０mm幅
であつた。

【００３８】この粘着テ―プを用い、剥離操作前の紫外
線照射処理を省いた以外は、実施例１と同様にして、異
物洗浄試験（異物除去率の測定）および粘着剤汚染試験
（付着異物数の測定）を行つた。これらの試験結果は、
後記の表１および表２に示されるとおりであつた。

【００３９】比較例２ 天然ゴムを主成分とするゴム系粘着剤の溶液を、厚さ５
０μｍのポリエステル支持フイルムのコロナ処理面に塗
布し、１５０℃で５分間加熱処理して、厚さ２０μｍの
粘着剤層を有する粘着テ―プを作製した。この粘着テ―
プのシリコンウエハ（ミラ―面）に対する粘着力として
は、ＪＩＳ Ｚ−０２３７に準じて測定される１８０度
引き剥がし粘着力（常温、剥離速度３００mm／分）で３
３０ｇ／２０mm幅であつた。

【００４０】この粘着テ―プを用い、剥離操作前の紫外
線照射処理を省いた以外は、実施例１と同様にして、異
物洗浄試験（異物除去率の測定）および粘着剤汚染試験
（付着異物数の測定）を行つた。これらの試験結果は、
後記の表１および表２に示されるとおりであつた。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】上記の表１，表２の結果から明らかなよう
に、本発明の実施例１，２の粘着テ―プによれば、比較
例１，２の粘着テ―プに比べて、シリコンウエハの表面
や裏面に付着した異物を、ウエハの汚染をきたすことな
く、９０％前後のより高い除去率で除去できるものであ
ることが明らかである。

【００４４】なお、上記の実施例１，２および比較例
１，２で示した洗浄方法を、所定の半導体ウエハの製造
工程に適用し、最終的に得られた半導体デバイスの歩留
りを集計した結果、実施例１および実施例２の方法で
は、比較例１および比較例２の方法と比較して、歩留り
が約８％高くなることがわかつた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の異物除去用粘着テ―プの一例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ 粘着テ―プ １１ 支持フイルム １２ 粘着剤層 １３ セパレ―タ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持フイルム上に粘着剤層を設けてな
   り、この粘着剤層が活性エネルギ―源により硬化して分
   子構造が三次元網状化する性質を有することを特徴とす
   る半導体ウエハに付着した異物の除去用粘着テ―プ。
2. 【請求項２】 半導体ウエハの表面および／または裏面
   に、請求項１に記載の粘着テ―プを貼り付け、活性エネ
   ルギ―源の供給後この粘着テ―プを剥離操作することに
   より、半導体ウエハの表面および／または裏面に付着す
   る異物を粘着剤層面に吸着させて半導体ウエハから除去
   することを特徴とする半導体ウエハに付着した異物の除
   去方法。